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2019年江西省鹰潭市第一中学人教版高中化学必修 化学1 第三章 第三节 用途广泛的金属材料(1课时).ppt

发布时间:

江西省教育信息技术研究“十二五”规 划2012年度课题《基于网络的高中化学 课件库的建设与应用研究》 (课题编号:GDK-2012-G-72883)
主持人:桂耀荣

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江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣

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新课标人教版高中化学课件系列
化学 必修1 第三章 金属及其化合物 第三节 用途广泛的金属材料

1课时
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一、常见合金的重要应用

在日常生产、生活和科学技术中,金属 材料是非常重要的。我们周围的很多物品都 中由金属材料制成的。

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一、常见合金的重要应用

人类使用材料的进化顺序
石器时代 铜器时代 铁器时代 合成材料

材料的分类
金属材料

纯金属

材 料
非金属材料
合成高分子材料

合金材料
功能高 分子材料

分离膜 传感膜
热电膜

仿生材料 隐形材料 液晶材料 智能材料
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一、常见合金的重要应用

学与问:
1. 初中曾学过有关合金的一些知识, 你还记得什么是合金吗?合金有哪些 优良的性质? 2. 你知道合金在生活中有哪些用途吗? 举出一些例子。

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一、常见合金的重要应用

学与问:
合金是由一种金属跟其他一种 或几种金属(或金属跟非金属)一 起熔合而成的具有金属特性的物质。 合金属于混合物。

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一、常见合金的重要应用

注意:

①合金中一定含有金属元素
②合金中也可能含有非金属元素 ③合金一定是混合物

④合金中成分的含量影响合金的性质。

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一、常见合金的重要应用

学与问:
合金具有许多优良的物理、化 学或机械性能,在许多方面不同于 各组分金属,例如,合金的硬度一 般比它的各成分金属的大,合金的 熔点比各成分的金属低。

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一、常见合金的重要应用

学与问:
在工农业生产和日常生活中, 我们很少使用纯金属,而主要使 用合金,常见的合金有铜合金、 铁合金和铝合金等。

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一、常见合金的重要应用

锰钢制成的钢轨

镁铝合金制成的自行车

铝合金制成的车载桌

十二生肖兽首铜像—虎首

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一、常见合金的重要应用

1、铜合金:我国使用最早的合金 青铜:主要含铜、锡和铅,有

良好的强度和塑性、耐磨、耐 腐蚀,主要用于制造机器零件 如轴承、齿轮等。 黄铜:主要含铜和锌(少量锡、铅、铝),有 良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀,主要用 于制造机器零件、仪表和日用品。 白铜:主要含铜、镍和锌(少量锰) ,它不容易 生铜绿,常用于制造精密仪器和装饰品。

锰铜:铜锰合金,具有极高的电阻。
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司母戊鼎

一、常见合金的重要应用

黄铜(Cu~Zn,Zn20%~36%)

古代称为药金,密度比*鹦。夤塾虢 非常相似,常被误认为是*稹<偃缡悄悖 你怎样来判别“药金”和*穑
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一、常见合金的重要应用

*鸬奶氐阒痪褪侨崛恚嗣浅T诨*鹬屑尤 银、铜、锌等金属以增加*鸬那慷群腿托浴; 金的纯度越高其越柔软,纯度越低其越硬。* 的纯度在珠宝首饰行业通常用K表示。K数与含金 量的关系式:

Au% = K/24 × 100% ,即1 K=4.166%
如18K(75%)、22K(91.6%)、24K(100%) [理论说法,实际不存在,但有足金(含金量不少 于99%)、千足金(含金量不少于99.9%)的说 法 ]
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一、常见合金的重要应用

合金

主要成分

主要性能 强度高、可塑性好、 耐磨、耐腐蚀

主要用途 机械零件,如 轴承、齿轮等

青铜

铜、锡

黄铜

铜、锌

强度高、可塑性好、 易加工、耐腐蚀
光泽好、耐磨、耐腐 蚀、易加工

机械零件、仪 表、日用品
钱币、代替银 做饰品,精密 仪器

白铜

铜、镍

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一、常见合金的重要应用

2.钢:用量最大,用途最广的合金
钢的种类
碳素钢: 铁和碳的合金
低碳钢---含碳量低于0.3% 中碳钢---含碳量0.3%~0.6%



高碳钢---含碳量高于0.6%

合金钢:在碳素钢中加 入铬、锰、钨、镍、钼、铬、钨---高速钢,硬度大,韧性很强 钴等合金元素
锰、硅---锰硅钢,韧性特强

镍、铬---不锈钢,抗腐性强,不易氧化

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一、常见合金的重要应用

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一、常见合金的重要应用

生铁和钢的比较
铁的合金
C% 其他杂质 机械性能

生铁
2%-4.3% Si、Mn、S、P (较多) 质硬而脆、 无韧性


0.03%-2% Si、Mn、S、P (较少) 坚硬、韧性大、 可塑性好。

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一、常见合金的重要应用

其他几种常见合金的组成、性质和用途
名称 铝合金 组成 含镁10%~30% 主要性质 硬度和强度都比 纯铝和纯镁大 主要用途 火箭、飞机、轮 船等制造业

硬铝

钛合金

金合金

含铜4%、 镁0.5%、 锰0.5%、 硅0.7% 含铝6% 钒4% 加入银、铜、 稀土元素等

硬度和强度都比 纯铝和纯镁大

火箭、飞机、轮 船等制造业

耐高温、耐腐蚀、 用于飞机、宇航、 高强度 化学工业

有光泽、易加工、 金饰品、电子元 耐磨耐腐蚀 件、钱币、笔尖
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一、常见合金的重要应用

新型合金
储氢合金:Ti~Fe, La~Ni 钛合金:Ti,V,Fe,Al等, 飞机起落架 耐热合金:喷气式飞机的发动机叶片 记忆合金:

泡沫合金:
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一、常见合金的重要应用

记忆金属

随着社会的发展,我们对金属的认识也在 增加。并且,也希望新的材料的诞生。也 许在不远将来,我们都会拥有一辆由“记 忆金属”制作的汽车,我们再也不怕把汽 车碰撞的凹凸不*而心痛惋惜了。这种 “记忆金属”即是镍钛合金。如把这样一 块金属进行加热,它将形成一定的形态。 冷却后,任意揉皱,或使它弯曲,再加热 后,它又恢复了原状。
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一、常见合金的重要应用

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课外实践活动
请选择你感兴趣的关于合金的课题进行调查研究 1、合金的性能和成分有什么关系?改变某种合金的成 分,如增加或减少某种合金元素的含量,合金的性能会 不会改变? 2、除了教材中讲到的,你所知道的合金还有哪些?某 些新型金属材料比传统的金属材料有哪些优越性 ? 3、调查某种合金所具有的广泛用途,如铝合金、铁 合金或铜合金等。 4、你经常使用的交通工具是什么(如自行车、汽车或火 车)?其中使用了哪些纯金属?使用了哪些合金?
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一、常见合金的重要应用

资料卡片:金属材料的分类
金属单质 组成 合金 黑色金属 铁、铬、锰及其合金 冶金 有色金属 除了黑色金属以外的金属 3的金 轻金属 密度小于 4.5g/cm 密度 重金属 属 密度大于4.5g/cm3的金 属
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二、正确选用金属材料

思考与交流:
某家庭准备装修窗户(计划使 用10年),可供选用的材料有:木 材、钢铁、铝合金、塑钢。请调 查分析选用哪种材料比较好?说 明理由。
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二、正确选用金属材料

选用金属材料时应该考虑的因素: 1.主要用途 2.外观 3.物理性质 4.化学性质 5.价格 6.加工难度 7.日常维护 8.对环境的影响
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二、正确选用金属材料

思考与交流:

2003年底以来全国各地建 筑材料价格都出现了上涨的情 况。比如,钢材涨价超过了 50%,水泥涨价超过了30%, 木材涨价超过了10%。

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二、正确选用金属材料

调查报告
调查内容 调查组成员 家庭装修时材料的 选用 指导老师 组长

背景介绍:某家庭准备装修窗户(计划使用10年),可供选用的材料有: 木材、钢铁、铝合金、塑钢。请调查分析选用哪种材料比较好? 调查目的与意义: 调查内容与结果:

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二、正确选用金属材料

调查内容与结果
性能
木材 钢铁
一般 耐用、牢固

价格
适中 适中

制造安装成本
较高 适中 适中

铝合金
塑钢

质轻高强、美观、 适中 耐腐蚀 保温隔热、隔音降 较高 噪

较高

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二、正确选用金属材料

选择方案:铝合金

小结:
选用金属材料时应该考虑的因素:主要用 途、外观、物理性质、化学性质、价格、加工 难度、日常维护、对环境的影响等。

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二、正确选用金属材料

实践活动
你的声音,有我们重视—— 听证会
A、饮料公司*宓男乃 B、开采铝矿工人的声音 C、生产铝质饮料罐工人诉求 D、售货员的话 E、消费者有话要说 F、环保官员的呼吁 G、公司回收人员的说法
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请你扮演下列不同的角色对“是否应该停止 使用铝质饮料罐”谈一谈自己的看法?

二、正确选用金属材料

据估算, 回收一个铝制 饮料罐比制造 一个新饮料罐 节省20%,而且 还可以节约金 属资源和95% 的能源。
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铝制饮料罐可回收利 用
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二、正确选用金属材料

听证会共识: 使用铝质饮料罐有利有弊,但回收 铝质饮料罐是目前扬长避短的最有效 也是最急迫的做法。环境保护是全社 会的共识,投身环保,不只是你我的 责任。
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二、正确选用金属材料

科学视野:用途广泛的稀土金属
中国的改革总 设计师邓小* 同志早在 1992 年春南巡时就 指出:“中东 有石油,中国 有 稀土,……一 定要把稀土的 事情办好,把 中国稀土的优 势发挥出来。”
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相关网址:中国稀土在线 http://www.cre-ol.com/soft/newmaterindex/newmaterin.htm
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二、正确选用金属材料

稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的 总称,包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧La、 铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕 Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、 铥Tm、镱Yb、镥Lu,共17个元素。稀 土元素能与其它元素组成品种繁多、功 能千变万化,用途各异的新型材料,被 称为“现代工业的维生素,和神奇的新 材料宝库。”
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二、正确选用金属材料

我国稀土资源占世界稀土资源的80%, 以氧化物(REO)计达3600万吨,远景储 量实际是1亿吨。我国稀土资源分南北两 大块。 ——北方:轻稀土资源,集中在包头 白云鄂博特等地,以后在四川冕宁又有 发现。主要含镧、铈、镨、钕和少量钐 、铕、钆等元素;
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二、正确选用金属材料

——南方:中重稀土资源,分布在江 西、广东、广西、福建、湖南等省,以 罕见的离子态赋存与花岗岩风化壳层中 ,主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒 、铥、镱、镥、钇和镧、钕等元素。

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二、正确选用金属材料

稀土作为基体元素能制造出具有 特殊“光电磁”性能的多种功能材料, 如稀土永磁材料,稀土镍氢电池材料, 稀土荧光材料,稀土催化剂。稀土激 光材料,稀土精密陶瓷材料。生物工 程材料等,它们都是发展电子信息产 业,开发新能源,治理环保和国防尖 端技术等方面必不可缺少的材料。
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二、正确选用金属材料

例如稀土永磁材料(钕铁硼永磁)是当 今磁性最强的永磁体,它被称“一代磁 王”。稀土永磁材料现已广泛的用到了 微型电机,工业用电机、风力发电机、 音响设备、仪器仪表。航天航空通讯, 医用核磁共振成像仪等方面。

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二、正确选用金属材料

稀土永磁材料用于电机,使设备小 型化,轻型化,同等功率的电机,体积 和重量减少30%以上。用稀土永磁同步 电机代替工业上的异步电机,节电率可 达12-15%,真正的稀土三基色荧光灯代 替白炽灯,节电率可达到80%。稀土金 属卤化物灯已被大量用于城市广场、体 育场馆和高层建筑的美化泛光照明。这 些新型电光源不但
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二、正确选用金属材料
稀土永磁材料用于电机,可使设备小型化,轻型化,同等功率的电机,体积 和重量可减少30%以上。用稀土永磁同步电机代替工业上的异步电机,节电 率可达12-15%,真正的稀土三基色荧光灯代替白炽灯,节电率可达到80%。 稀土金属卤化物灯已被大量用于城市广场、体育场馆和高层建筑的美化泛光 照明。这些新型电光源不但节电效果明显。而且大大提高了照明质量,其生 产过程也减少了污染,被称作“绿色照明”。彩色电视正是采用了稀土三基 色荧光粉,才能获得彩色逼真的画面。稀土镍氢电池,可以充电而无记忆效 应,代替了有污染的镍镉电池,被称作无污染的“绿色电池”。它已广泛用 于移动电话,笔记本电脑等设备上。各种稀土功能材料,在航空、航天和尖 端国防技术上,如雷达,侦查卫星。激光制导和自动指挥系统等方面都获得 了广泛的应用。 稀土在高新技术领域中的应用,与其工业技术发达程度成正比。美国的 稀土用量一直居世界第一位,日本、英国、法国、德国等工业发达国家都没 有稀土资源,但他们都有很先进的稀土应用技术。美国认定的35个战略元素 和日本选定的26个高技术元素中,都包括了全部的稀土元素。所以稀土被称 为神奇的稀土。

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二、正确选用金属材料

常见金属之最 ①密度最大的是 Os ; ②硬度最大的是 Cr ; ③熔点最低的是 Hg ; ④熔点最高的是 W ; ⑤延性最好的是 Pt ; ⑥展性最好的是 Au ; ⑦导电性最好的是 Ag ; ⑧地壳中含量最多的金属元素是 Al ;
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二、正确选用金属材料

课堂练*
向一铝制易拉罐中充满 CO2 后,再往罐中注入足量的质量分数 为 20% 的 NaOH 溶液,立即严封罐口,不一会儿就发现易拉

罐变瘪,再过一会易拉罐又鼓胀起来,解释上述实验现象。 NaOH与 CO2反应, (1)易拉罐开始变瘪的原因是:______________ ,
罐内压强减小,大气压将易拉罐压瘪。 ______________________________ + CO2 = Na2CO3 +。 H2O 反应的化学方程式为:2NaOH _____________________ NaOH溶液与Al反应, (2)易拉罐又鼓胀起来的原因是:_____________ 产生H2,使罐内压强增大。 _____________________________________ 其反应的离子方程式为: 2Al + 2OH-+2H2O = 2AlO2-+ 3H2↑
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Thanks 谢谢您的观看!

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